Elementul chimic este staniu. Proprietățile și aplicarea de staniu

Fiecare element chimic al sistemului periodic și substanțele simple și complexe formate de acesta sunt unice. Ei au proprietăți unice și mulți contribuie semnificativ la viața umană și la existența în general. Nu este o excepție și elementul chimic al staniu.

Cunoașterea oamenilor cu acest metal se întoarce în antichitate. acest element chimic a jucat un rol decisiv în dezvoltarea civilizației umane, până în prezent proprietățile de staniu sunt utilizate pe scară largă.

Tin din istorie

Prima menționare a acestui metal, care, după cum credeau oamenii înainte, chiar și unele proprietăți magice, poate fi găsită în textele biblice. Tin a jucat un rol decisiv în îmbunătățirea vieții în timpul secolului "bronz". În acel moment, cel mai durabil aliaj de metal pe care îl poseda un om era bronzul, se poate obține dacă se adaugă un element chimic la cupru în staniu. Timp de câteva secole, din acest material, totul se făcea, de la unelte la bijuterii.

După ce se utilizează descoperirea proprietăților aliajului fier-staniu nu mai, desigur, se aplică nu la aceeași scară, dar din bronz, precum și multe alte aliaje implicate activ persoane astăzi în industrie, tehnologie și medicină, împreună cu sărurile de metale, de exemplu, cum ar fi clorura de staniu, care se obține prin reacția dintre staniu cu clor, acest lichid fierbe la 112 grade Celsius, bine solubil în apă, se formează hidrați cristaline și fum în aer.

Poziția elementului în tabelul periodic

Elementul chimic al staniu (denumirea latină stannum, "stannum", este scris cu simbolul Sn), Dmitri Ivanovich Mendeleyev a plasat pe drept numărul cincizeci, în a cincea perioadă. Are un număr de izotopi, cel mai comun este izotopul 120. Acest metal este, de asemenea, în subgrupul principal al celui de-al șaselea grup, împreună cu carbon, siliciu, germaniu și fleurium. Localizarea acestuia prezice proprietățile amfoterice, precum și caracteristicile acide și de bază, care sunt descrise mai detaliat mai jos.

Tabelul periodic arată, de asemenea, masa atomică de staniu, care este egală cu 118,69. Configurația electronică 5s²5p², că, în substanțe complexe permite metalului să prezinte stări de oxidare de +2 și +4, dând doi electroni numai de la p-subsol sau patru cu s- și p-, golind complet întregul strat exterior.

Caracteristică electronică a elementului

Conform numărului atomic, spațiul aproape nuclear al atomului de staniu conține cel mult cincizeci de electroni, acestea fiind situate pe cinci nivele, care, la rândul lor, sunt împărțite într-o serie de subsoluri. Primele două au numai s- și p-subblevels, iar începând cu al treilea există o triplă divizare în s-, p-, d-.

Luați în considerare extern nivel electronic, deoarece structura și umplerea cu electroni determină activitatea chimică a atomului. In elementul de stat neexcitat prezintă o valență de două, există o tranziție în excitarea unui electron din subnivel s-p la scaunul vacant de sub-strat (care poate conține un număr maxim de trei electron nepereche). În acest caz, staniu și are o stare de oxidare valență - 4, din moment ce electronii nu pereche, și, prin urmare, în cursul interacțiunii chimice pe subnivele lor nimic nu deține.

O simplă substanță metalică și proprietățile ei

Substanță simplă Tin este un metal de culoare argintie, face parte din grupul de topire scazuta. Metalul este moale, ușor deformat. Un număr de caracteristici sunt inerente într-un astfel de metal, cum ar fi staniu. Temperatura este sub 13,2 Grade Celsius este granița tranziției modificării metalice a staniului într-o pudră, care este însoțită de o schimbare a culorii de la alb-argintiu la gri și de o scădere a densității materiei. Tancul se topește la 231,9 grade și se fierbe la 2270 grade Celsius. Structura tetragonală cristalină a staniu alb explică ruperea caracteristică a metalului atunci când se îndoaie și se încălzește în punctul de inflexiune de către cristalele de substanță care se freacă una de cealaltă. Stofa gri are o sinteza cubica.

Proprietățile chimice ale staniuței au o esență dublă, intră atât în ​​reacții acide cât și de bază, manifestând amfotericitate. Metalul reacționează cu alcalii, precum și cu acizi ca sulfuric și nitric, care reacționează cu halogeni.

Aliaje de staniu

De ce, de multe ori, metalele pure utilizează aliajele lor cu un anumit procent din componente? Faptul că proprietățile inerente ale aliajului, care nu au un metal individuale, sau aceste proprietăți sunt mult mai mari (de exemplu, conductivitate, rezistența la coroziune, pasivarea sau activarea caracteristicilor fizice și chimice ale metalelor, dacă etc este necesar). Tin (fotografia arată o mostră de metal pur) face parte din multe aliaje. Acesta poate fi utilizat ca aditiv sau substanță de bază.

Până în prezent, cunoaștem un număr mare de aliaje de metal cum ar fi staniu (prețul variază foarte mult), vom considera cele mai populare și utilizate (cu privire la utilizarea acestor sau a altor aliaje, va fi discutat în secțiunea corespunzătoare). În general, aliajele de staniu au următoarele caracteristici: ductilitate ridicată, scăzută punctul de topire, duritate mică și rezistență.

Câteva exemple de aliaje

• Aliaj de staniu și plumb cu niște dopants (antimoniu, cupru, cadmiu, zinc, argint, indiu) - așa-numita staniu pentru lipit, procentul de stannuma în acestea pentru cele mai bune proprietăți de lipire trebuie să fie 49-51 sau 59-61 la sută. Rezistența articulației asigură formarea de solide de staniu cu suprafețele metalice fixate.
• Garth - un aliaj de staniu, plumb și antimoniu - este baza vopsirii tipografice (de aceea nu se recomandă ambalarea produselor alimentare în ziare, pentru a evita obținerea concentrațiilor nedorite ale acestor metale în ele).
• Babbit - un aliaj de staniu, plumb, cupru și antimoniu - se caracterizează printr-un nivel scăzut coeficientul de frecare, rezistență ridicată la abraziune.
• Aliajul indiu-staniu este un material cu punct de topire scăzut, cu proprietăți refractare, rezistență la coroziune și rezistență considerabilă.

Cei mai importanți compuși naturali

Tinul formează un număr de compuși naturali - minereuri. Metalul formează 24 de compuși minerali, cel mai important pentru industrie este oxidul de staniu - casitrit și, de asemenea, roca de bază - Cu₂FeSnS₄. Stratul este împrăștiat în crusta pământului, iar compușii formați de el au o origine magnetică. Industria utilizează de asemenea săruri ale acizilor polioli și silicați de staniu.

Tin și corpul uman

Elementul chimic staniu este un microelement în conținutul său cantitativ în corpul uman. Clusterul său principal se află în țesutul osos, unde conținutul normal al metalului contribuie la dezvoltarea sa în timp util și la funcționarea generală a sistemului musculo-scheletic. În plus față de oase, staniu se concentrează în tractul gastrointestinal, plămânii, rinichii și inima.

Este important de observat că acumularea excesivă a unui metal dat poate duce la otrăvirea generală a organismului și o expunere mai lungă - chiar și la mutațiile genetice adverse. Recent, această problemă este destul de urgentă, deoarece starea ecologică a mediului lasă mult de dorit. Există o mare probabilitate de intoxicare cu staniu în rândul locuitorilor mega-locațiilor și cartierelor din apropierea zonelor industriale. Cel mai adesea, otrăvirea are loc prin acumularea în plămâni a sărurilor de staniu, de exemplu, cum ar fi clorura de staniu și altele. În același timp, lipsa unui oligoelement poate declanșa o încetinire a creșterii, pierderea auzului și pierderea părului.

cerere

Metalul este disponibil pentru vânzare la multe fabrici metalurgice și companii. Produs sub formă de porci, tije, sârmă, cilindri, anozi, realizate dintr-o substanță pură simplă, cum ar fi staniu. Prețul variază de la 900 la 3000 de ruble pe kilogram.

Stratul în forma sa pură este rar folosit. Aliajele și compușii săi - sărurile sunt utilizate în principal. lipire staniu este utilizat în cazul pieselor de legătură care nu sunt expuse la temperaturi ridicate și la sarcini mecanice severe, realizate din aliaj de cupru, oțel, cupru, dar nu este recomandat pentru fabricat din aluminiu sau aliajele sale. Proprietățile și caracteristicile aliajelor de staniu sunt descrise în secțiunea corespunzătoare.

Solderii sunt utilizați pentru lipirea jetoanelor, în această situație, aliajele bazate pe un metal precum staniu sunt, de asemenea, ideale. Fotografia prezintă procesul de utilizare a aliajului de staniu-plumb. Cu ajutorul acestuia puteți efectua o muncă destul de fină.

Având în vedere rezistența ridicată a staniului la coroziune, acesta este utilizat pentru fabricarea de conserve de fier (tinplate) - cutii de tablă pentru produse alimentare. În medicină, în special în stomatologie, staniu este folosit pentru a efectua umplerea dinților. Straturile acoperite de acoperișuri de acoperiș, din aliajele sale fabricate de lagăre. Foarte important este contribuția acestei substanțe la ingineria electrică.

Soluțiile apoase ale unor astfel de săruri de staniu, ca fluoroborați, sulfați și de asemenea cloruri, sunt utilizați ca electroliți. Oxidul de tinta este glazura pentru ceramica. Prin introducerea diferitelor derivați de staniu în materiale plastice și sintetice, este posibil să se reducă inflamabilitatea lor și eliberarea de vapori nocivi.